黃遠(yuǎn)新 林 吶 呂 俊

（西南大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院重慶400716）

根據(jù)普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)、大學(xué)生物科學(xué)類(lèi)專業(yè)課程改革目標(biāo)，開(kāi)設(shè)植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)課程對(duì)于大、中學(xué)生來(lái)說(shuō)無(wú)疑存在難度大、實(shí)驗(yàn)成功率不高等問(wèn)題。植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不是簡(jiǎn)單地完成幾個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的操作，而是讓學(xué)生能全面理解培養(yǎng)基與愈傷組織類(lèi)型、培養(yǎng)基與繼代分化培養(yǎng)、培養(yǎng)基與成苗培養(yǎng)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。每次課堂實(shí)驗(yàn)操作，若能在可控的課程實(shí)驗(yàn)體系中獲得可預(yù)見(jiàn)性的結(jié)果，必然驅(qū)使學(xué)生高度專注地完成一系列實(shí)驗(yàn)操作，必將極大激發(fā)學(xué)生的求知欲，從而造就學(xué)生探究性和自主學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣。筆者多年的教學(xué)實(shí)踐體會(huì)到，對(duì)于具有生命的植物組織和細(xì)胞，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)是需要一個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度培養(yǎng)和等待的過(guò)程，因此走實(shí)驗(yàn)體系之路無(wú)疑是提升課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的最佳途徑之一。

1 設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，方便課堂教學(xué)

植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)凸顯“過(guò)程”教學(xué)階段性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所具有的特點(diǎn)，制訂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，就必須按照實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容在一個(gè)可控的體系中進(jìn)行，從完成外植體到再生植株的培養(yǎng)過(guò)程一般要經(jīng)歷3個(gè)階段。例如愈傷組織途徑再生植株的獲得，第1階段可分別設(shè)計(jì)胚性和非胚性愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，再經(jīng)過(guò)繼代和分化培養(yǎng)的第2階段，胚狀體萌發(fā)長(zhǎng)大成為具有根、莖、葉的再生植株，不定芽長(zhǎng)大形成具有莖、葉的再生植株。為保持課堂實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性，在第2階段之前引入莖段莖尖培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這樣即可快速獲得試管植株，以便進(jìn)入第3階段的植物種苗工廠化快繁技術(shù)實(shí)驗(yàn)。各階段實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間的關(guān)系如圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目關(guān)聯(lián)圖

2 完善實(shí)驗(yàn)體系，注重培養(yǎng)物特征的觀察

植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，操作技術(shù)貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)體系中，即培養(yǎng)基配制、無(wú)菌操作與接種技術(shù)方法如出一轍，但實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容則是承上啟下、分階段性的，處于一種變化發(fā)展?fàn)顟B(tài)之中。如基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證培養(yǎng)基與外植體之間的一種對(duì)應(yīng)關(guān)系；設(shè)計(jì)與綜合型實(shí)驗(yàn)通過(guò)相同培養(yǎng)基不同外植體設(shè)計(jì)或相同外植體不同培養(yǎng)基設(shè)計(jì)，第1階段中以培養(yǎng)基設(shè)計(jì)及其配制、愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，強(qiáng)化學(xué)生組織培養(yǎng)基礎(chǔ)技術(shù)的訓(xùn)練，學(xué)生在已經(jīng)掌握無(wú)菌操作技術(shù)、接種方法后，就能根據(jù)所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行莖段莖尖綜合型實(shí)驗(yàn)，再進(jìn)入到第2～3階段的繼代、分化培養(yǎng)及其試管苗的快速繁殖實(shí)驗(yàn)。由此可見(jiàn)，植物組織培養(yǎng)體系中，需經(jīng)歷誘導(dǎo)與初代、繼代與分化和快繁與壯苗3個(gè)階段的連續(xù)操作與培養(yǎng)過(guò)程。具體實(shí)施方案如下：

第1階段選用紫花苜蓿（Medicago sativaL.）葉片培養(yǎng)誘導(dǎo)胚狀體，煙草（Nicotiana tabacumL.）葉片培養(yǎng)誘導(dǎo)不定芽，分別接種在MB（MS基本培養(yǎng)基無(wú)機(jī)物成分+B5基本培養(yǎng)基有機(jī)物成分）+5.0 mg/L 2,4-D+3.0 mg/L KT+1 000 mg/L CH，3%蔗糖，0.65%瓊脂，pH6.0和MS+1.5 mg/L NAA+0.3 mg/L 6-BAP，3%蔗糖，0.65%瓊脂，pH5.8的培養(yǎng)基上誘導(dǎo)形成胚狀體和不定芽，其誘導(dǎo)過(guò)程需經(jīng)歷4～8周，這種誘導(dǎo)培養(yǎng)需要“漫長(zhǎng)”的等待。在此過(guò)程培養(yǎng)中，為保持課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的延續(xù)，依次在課堂實(shí)驗(yàn)的第3～5周引入馬鈴薯（Solanum tuberosumL.）莖段培養(yǎng)和莖尖培養(yǎng)。之后進(jìn)入第2階段，即第6～9周分別對(duì)煙草葉片愈傷組織發(fā)生的不定芽進(jìn)行繼代或分化培養(yǎng)，紫花苜蓿葉片誘導(dǎo)形成的胚狀體進(jìn)行繼代或分化培養(yǎng)進(jìn)一步成熟至可見(jiàn)完整的再生植株；莖段莖尖培養(yǎng)相繼建立其無(wú)菌試管苗或單個(gè)莖尖的試管苗株系，進(jìn)而進(jìn)入試管苗快速繁殖的第3階段。這3個(gè)培養(yǎng)階段具有各自特有的階段性培養(yǎng)物特征（表1）。

表1 植物組織培養(yǎng)階段性培養(yǎng)物特征的觀察

3 討論

植物組織培養(yǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于植物生產(chǎn)、草業(yè)科學(xué)、森林資源、生命科學(xué)、環(huán)境生態(tài)等方面，開(kāi)展植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是訓(xùn)練學(xué)生掌握現(xiàn)代生物技術(shù)最好的課程之一。例如植物組織培養(yǎng)中最常見(jiàn)的污染問(wèn)題，只有讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案，從外植體預(yù)處理、無(wú)菌操作、培養(yǎng)環(huán)境等方面綜合考慮，充分領(lǐng)悟“輕拿輕放，不許說(shuō)話；瓶口傾斜，不離火焰；揭膜蓋膜，順其自然”的接種理念。在實(shí)驗(yàn)實(shí)施中，由于植物生長(zhǎng)周期的不同，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目材料的選擇上應(yīng)該滿足課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。教學(xué)實(shí)驗(yàn)體系中確定以紫花苜蓿、煙草和馬鈴薯3種材料互為補(bǔ)充，極好地解決了因?qū)嶒?yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)少、培養(yǎng)周期長(zhǎng)而難以完整地觀察到愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)、繼代與分化培養(yǎng)、試管苗快速繁殖及壯苗培養(yǎng)3個(gè)階段培養(yǎng)物特征的實(shí)際問(wèn)題。此外，有條件時(shí)結(jié)合參觀植物種苗科研所室與工廠化生產(chǎn)企業(yè)，引領(lǐng)學(xué)生更好、更快地步入到植物組織培養(yǎng)體系中，這不僅有助于加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)理解的完整性，而且也極好地培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力和觀察能力，從而提高植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。

［1］蔣文清.普通高中《植物組織培養(yǎng)》校本課程開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀及對(duì)策研究：以江蘇省木瀆高級(jí)中學(xué)為例.蘇州:蘇州大學(xué)碩士學(xué)位論文,2014.

［2］馬躍,王豐.植物組織培養(yǎng)課程教學(xué)中培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)造性思維的實(shí)踐探索.高等農(nóng)業(yè)教育,2014(11):68.

［3］黃遠(yuǎn)新,王曉雯,林吶.植物莖尖培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐.生物學(xué)通報(bào),2013,48(9):56.

［4］許遠(yuǎn).《植物組織培養(yǎng)》全實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究.安慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,21(2):137.